Сорбент для извлечения ионов бериллия и ртути из растворов

)5 В 01 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ К(54) СОРБЕНТ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕ БЕРИЛЛИЯ И РТУТИ ИЗ РАСТ (57) Изобретение относится к хи тов на основе диоксида крем ность которого химически моди группами аминофосфоновой Формулой (СН 2)з ЙН-С(СНЗ)2- занный сорбент селективно и растворов ионы бериллия и р ионы бериллия извлекаются ниже ПДК, Синтез сорбента о путем обработки аминопропи кагеля эфиром Фосфорной кисл ном с последующей обработк кислотой. 2 табл./26, ВО ьство 4393 вую кислоту, осуществляли следующим Образом: смесь 50 г аминопропилового силохрома Си 100 мл абсолютного толуола помещали в трехгорлую колбу, снабженную двумя воронками и мешалкой и погруженную в масляную баню. Одновременно из двух воронок прибавляли по каплям растворы 10 мл ацетона (осч) в 50 мл безводного толуОла и 7 Г дипропилового эфира фосфористой киСЛОты в 50 мл безводного толуола при интенсивном перемешивании и температуре 60 мС в течение 2 ч. После добавления растворов нагревание продолжали еще 4 ч, Охлаждали, осадок отфильтровыва. ли, промывали ацетоном, 50 г сорбента заливали 100 мл однонормального раствора соляной кислоты и прибавляли 25 мл этанола. Смесь выдерживали на шейкере в течение 5.ч, промывали водно-этанольной смесью (10;1 по объему) и окончательно этанолом. Высушивали на воздухе. Кислотность водной вытяжки полученного Изобретение относится к химии и может быть использовано для очистки технических вод от наиболее токсичных металлов - бериллия и ртути, до уровня ниже ПДК, а также для концентрирования ртути и бериллия в анализе и микроконцвнтраций,Целью изобретения является увеличение полноты извлечения бериллия и расширение диапазона рН извлечения,Поставленная цель достигается новым сорбентом на основе кремнезема, с ковалентно закрепленной на поверхности а - демител - р - пропиламинофосфоновой кислотой. Сорбент получают путем обработки кремнезема, содержащего ковалентно связанный дипропиловый эфир а-диметилф-пропиламинофосфоновой кислоты, одно- нормальным раствором кислоты.П р и м е р 1, Синтез сорбента, содержащего на поверхности ковалентно связанную с %01 а-диметил-р -пропиламинофосфоноНИЯ ИОНОВ ВОРОВ мии сорбенния, поверхФицированаКИСЛОТЫ С РОЗН 2. Укаэвлекает из тути, причем до уровней существляли ЛОВОГО Силиоты и ацето 0 й Солянойгаб Как вид ионы берил ются из рас таллов,Таким о 2-4,полнот азом, как в звлечения и но из примеров ов бериллия на сорбента 4,25, Концентрация закрепленных групп 0,20 ммоль/г.П р и м е р 2, Некоторые свойства пред. ложенного сорбента.Химическую индивидуальность заявляемого сорбента характеризовали методом ядерного магнитного резонанса высокого разрешения с вращением образца под "магическим" углом на ядрах Р, В спектреЗ 1образца присутствует одна линия с химическим сдвигом 9,6 м,д., указывающая на присутствие групп фосфоновой кислоты.В ИК-спектрах образца наблюдаются полосы, характерные для колебания СН 2 групп 1 ю = 2880 см, Ь = 2960 см,дсн 2 =-1 =1465 см, ИН-групп, дин:= 1630 см, В областл валентных колебаний наблюдается одна широкая полоса, возникающая из-за суперпозиции пог 1 ос Р - ОН и КН-групп, возмущенных внутри- или межмолекулярной водородной связью.В соответствии с элементным анализом на фосфор, после разрушения сорбента в щелочи и окисления фосфоновых соединений до фосфатов концентрациэакрепленных групп равна 0,20 ммоль/г.П р и м е р 3, В 6 колб, содержащих по 0,05 г сорбента, полученного по примеру 1, прибавляли раствор, содержащий 20 мкг бериллия, и раствор азотной кислоты до рН 0,7; 3,4; 3,8; 4,1; 4,7; 6,4. Объем раствора доводили до 25 мл водой, Содержимое колб перемешивали 1 ч, Осадки отделяли фильтрованием. Определяли содержание бериллия в растворе спектрофотометрически по реакции с хромазуролом 8 в присутствии неионного ПАВ ОП, Содержание бериллия на сорбенте определяли по разности между количеством введенного бериллия и его концентрацией после сорбции. На основании измерений рассчитывали коэффициент распределения О. Результаты расчета приведены в табл.1. Аналогичные измерения проводили для прототипа, полученного по методике. Результаты приведены в1 П р и м е р 4, Аналогично примеру 3 прибавляли 25 мл раствора нитрата ртути с концентрацией 1 10 моль/л. Результаты приведены в табл,1,Как видно из табл,1, извлечение ионов бериллия на заявляемом сорбенте происходит полнее, чем на прототипе, во всем интервале рН сорбции (рН 3,8-6,4) в среднем в 10 раз. Извлечение ионов ртути происходит количественно во всем интервале рН,П р и м е р 5, Р. б колб емкостью 100-500 мл прибавляли раствор, содержащий 2 мкг бериллия, имеющий рН 4,8. Растворы разбав 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ляли водой до 50 - 500 мл и прибавляли 0,1 гзаявляемого сорбента, После перемешивания и отстаивания, растворы упаривали ианализировали на содержание бериллия.Результаты изучения приведены в табл.2,Аналогично проводили изучение сорбционных свойств прототипа (результатыприведены в табл.2),Как видно из табл.2, на предлагаемомсорбенте происходит извлечение ионов бериллия до концентраций ниже 0,2 мкг/л, т,с,ни;ке ПДК(ПДК 0,2 мкг/л), тогда как на прототипе бериллий извлекается хуже и его отаточная концентрация в растворе в 32 - 6 1раз выше, чем при использовании эаявляемого сорбента, ПДК в случае использован,прототипа не достигается.П р и м е р 6. В стакан, содержащий 0,1 гсорбента, прибавляли соль бериллия (160мкг) и кислоту, создавая рН 4,8, Объем раствора доводили до 25 мл, Взвесь перемеши.вали 2 ч, осадки отделяли фильтрованием иопределяли содержание бериллия в растворе, По разности между концентрацией введенного и оставшегося в растворе бериллиянаходили емкость сорбента, Расчет показал, что емкость заявляемого сорбента 900мкг бериллия на грамм сорбента. В тех же .условиях емкость прототипа в 6 раз ниже исоставляет 150 мкг/г.П р и м е р 7. В 13 стаканов емкостью 50мл помещали 25 мл раствора с концентрацией 1 10 моль/л соли металла с рН 4,8-4и прибавляли по 0,1 г сорбента, Содержимое перемешивали 20 мин и в раствоое определяли концентрацию металла, послечего известными методами рассчитываликоэффициенты селективности сорбента побериллию.Логарифмы коэффициентов селективности заявляемого сорбента к ионам бериллия в присутствии других ионов,но из представленных данных,ия и ртути селективно извлекаворов в присутствии других ме-.1773475 Таблица 1 Зависимость полноты извлечения ионов бериллия и ртутиТаблица ил ионов влил в зависимости от объема раствор Составитель О.Рябушкоедактор Т,Никольская Техред М.Моргентал Корректор И,Шмако акаэ 3885 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыт 113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5 ГКН роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина заявляемом сорбенте в интервале рН 3,8 - 6,4 в 10 раз выше, чем на прототипе, а при рН 4,8 - в 77-86 раэ выше, В указанном диапазоне рН извлечение бериллия идет до концентраций ниже ПДК (0,03 - 0,2 мкг/л). На заявляемом сорбенте диапазон рН извлечения бериллия шире (от 3,8 до 6,4), чем на прототипе (4,7-6,4), Емкость по ионам бериллия на заявляемом сорбенте в 6 раз выше, чем на прототипе. Во всем изученном интервале рН количественно сорбируются ионы ртути (11), Следовательно., указанный сорбент наиболее эффективен из известных для извлечения из растворов наиболее токсичных элементов - бериллия и ртути.ф ар мул а и э обре те ни я Сорбент для извлечения ионов бериллия 5 и ртути иэ растворов на основе кремнезема,на поверхности которого ковалентно закреплены азот и фосфорсодержащие группы, о т ли ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения полноты извлечения ионов бериллия и расши рения диапазона рН извлечения, на поверхности кремнезема закреплены группы аминофосфоновой кислоты формулы